Пропеллерная мешалка конструкции землякова н.в. для перемешивания жидких сред

Изобретение относится к технике машин и аппаратов для перемешивания жидких сред с помощью механических пропеллерных мешалок и может быть использовано в машинах и аппаратах для перемешивания жидких сред в пищевой, химической, биологической и других отраслях промышленности. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы увеличить массоперенос вдоль оси вращения мешалки и увеличить интенсификацию процесса перемешивания. Такое техническое решение достигается тем, что торцевой гребень каждой лопасти загнут в сторону рабочей поверхности на угол β, имеющий интервал от 85 до 175°, а высота отогнутого гребня относительно рабочей поверхности составляет от 1 до 15% от величины диаметра винта, и радиус плавного перехода между рабочей поверхностью лопасти и рабочей поверхностью торцевого гребня составляет 1/3-1/15 часть от радиуса лопасти. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к технике машин и аппаратов для перемешивания жидких сред, а более конкретно к устройствам механических пропеллерных мешалок, и может быть использовано в машинах и аппаратах для перемешивания жидких сред в пищевой, химической, биологической и других отраслях промышленности.

Известны устройства винтовых пропеллерных механических мешалок с крыловидным профилем лопастей [1], [2], [3]. Каждая такая мешалка выполнена из цилиндрической ступицы, к поверхности которой жестко прикреплены три профильные или плоскопрофильные лопасти, имеющие скругленные или прямолинейные кромки торцевых гребней. При этом плоскости всех лопастей мешалки относительно плоскости ее вращения повернуты на определенный острый угол, что позволяет каждой лопасти, как наклонной поверхности внедряться передней кромкой в массу жидкой среды и передвигать ее с определенной скоростью вдоль оси вращения, обеспечивая заданную интенсификацию перемешивания жидкой среды.

Недостатком устройства такой механической мешалки является то, что при ее вращении, жидкая среда не только смещается рабочими наклонными поверхностями лопастей вдоль оси вращения мешалки, но и за счет создаваемой при вращении центробежной силы часть массы жидкой среды устремляется в радиальном направлении вдоль лопастей. А затем эта масса срывается с концов лопастей и вдавливается в окружающую винт неподвижную массу жидкой среды, передавая ей всю кинетическую энергию, полученную при радиальном движении большой массы жидкой среды вдоль лопастей винтовой мешалки. В связи с этим снижается массоперенос вдоль оси мешалки и замедляется процесс перемешивания.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является трехлопастная мешалка [4], которая выполнена из цилиндрической ступицы, к поверхности которой жестко прикреплены три плоскопрофильные лопасти, имеющие прямолинейные кромки торцевых гребней. При этом плоскости всех лопастей мешалки относительно плоскости ее вращения повернуты на определенный острый угол, что позволяет каждой лопасти, как наклонной поверхности внедряться передней кромкой в массу жидкой среды и передвигать ее с определенной скоростью вдоль оси вращения, обеспечивая заданную интенсификацию перемешивания. Плоскопрофильность передней и задней кромки каждой лопасти позволяет более полно реализовать физические свойства наклонной поверхности лопасти при перемещении массы жидкой среды вдоль оси вращения.

Недостатком известного технического решения - прототипа, так же как и аналогов [1], [2] и [3] является то, что при вращении трехлопастной мешалки, жидкая среда не только смещается ее рабочими наклонными поверхностями лопастей вдоль оси вращения мешалки, но и за счет создаваемой при вращении центробежной силы часть массы жидкой среды с большой скоростью устремляется в радиальном направлении вдоль лопастей и затем срывается с торцевых гребней лопастей, вдавливаясь в окружающую винт неподвижную массу жидкой среды, передавая ей всю кинетическую энергию, полученную при радиальном движении большой массы жидкой среды вдоль лопастей винтовой мешалки. В связи с этим обстоятельством снижается массоперенос вдоль оси мешалки и замедляется процесс перемешивания жидкой среды.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы увеличить массоперенос вдоль оси вращения мешалки и увеличить интенсификацию процесса перемешивания.

Такое техническое решение достигается тем, что винтовая мешалка для перемешивания жидких сред, выполненная в виде сбалансированных и совмещенных на цилиндрической или эллипсоидной поверхности втулки нескольких лопастей, имеющих передние и задние кромки, и торцевые гребни которых составляют диаметр винта, а одна из двух поверхностей каждой лопасти является рабочей и составляет с плоскостью вращения острый угол, при этом торцевой гребень каждой лопасти загнут в сторону рабочей поверхности на угол β, имеющий интервал от 85° до 175°, а высота отогнутого гребня относительно рабочей поверхности составляет от 1% до 15% от величины диаметра винта, и радиус плавного перехода между рабочей поверхностью лопасти и рабочей поверхностью торцевого гребня составляет 1/3-1/15 часть от радиуса лопасти.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид мешалки. На фиг.2 изображен вид мешалки по стрелке А. На фиг.3 изображен вырыв концевой части лопасти по стрелке Б.

Устройство мешалки состоит из втулки 1, лопастей 2, имеющих передние кромки 3 и задние кромки 4, а также торцевые гребни 5. Каждая лопасть 2 имеет рабочую поверхность 6, которая наклонена к плоскости вращения на острый угол α. Торцевой гребень 5 имеет рабочую поверхность 7, которая наклонена к рабочей поверхности 6 на угол β. Втулка 1 жестко соединена с валом 8.

Мешалка работает следующим образом.

При вращении вала 8 каждая лопасть 2 врезается своей передней кромкой 3 в толщу перемешиваемой жидкой среды, и тогда за счет рабочей поверхности 6 каждой лопасти жидкость начинает смещаться вдоль рабочей поверхности 6 от передней кромки 3 к задней кромке 4. Это смещение жидкости от всех лопастей суммируется и направляется вдоль оси вращения 9. Но, поскольку при вращении мешалки, с помощью лопастей 2 жидкая среда закручивается вокруг оси 9, то в этой закрученной массе жидкости создается центробежная сила, которая направлена по радиусу вращения к периферии, то есть вдоль рабочей поверхности 6 каждой лопасти 2. А так как торцевые гребни 5 всех лопастей 2 загнуты на угол β, то жидкость, перемещаемая под действием центробежной силы, изменяет свое направление движения за счет радиуса плавного перехода R и рабочей поверхности 7 каждого гребня 5 и направляется далее вдоль оси вращения 9, то есть суммируясь с потоком жидкости, который перемещался вдоль оси 9 от действия рабочих поверхностей 6 каждой лопасти 2. При этом каждый гребень 5 загнут в сторону рабочей поверхности 6 и составляет относительно этой поверхности 6 высоту величиной h, которая относительно диаметра лопасти D может составлять интервал значений от 1% до 15%. Таким интервалом высоты гребня 5 можно регулировать интенсивность перемешивания. Интервал возможного угла β составляет от 85° до 175°, которым также в широком интервале можно регулировать интенсивность перемешивания жидких сред. Интервал радиуса плавного перехода R составляет величину от 1/3 до 1/15 относительно радиуса лопасти 2. Эта величина интервала позволяет выбрать для различных жидкостей минимальный коэффициент гидравлического сопротивления.

Такое устройство механической пропеллерной мешалки позволяет увеличить объем перемещаемой вдоль оси вращения жидкой массы за счет увеличения скорости осевого потока, а значит и увеличения безразмерного критерия Рейнольдса, что в целом увеличивает интенсификацию процесса перемешивания жидкой среды. Кроме того, для реализации некоторых технологических процессов перемешивания отпадает необходимость использования в перемешивающих аппаратах циркуляционной трубы, так как выброс жидкости за пределы диаметра такой мешалки не происходит.

Экспериментальные исследования подтвердили технологическую эффективность заявляемого устройства.

Источники информации

1. М.Я. Дикис, А.Н. Мальский. Технологическое оборудование консервных заводов. - М.: “Пищевая промышленность”, 1969. - 776 с.

2. В.Н. Стабников, В.Д. Попов, В.М. Лысянский. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 662 с.

3. Н.И. Гельперин. Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая. - М.: Химия, 1981. - 383 с.

4. Э.А. Васильцов, В.Г. Ушаков. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справочное пособие. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1979. - 272 с.

1. Пропеллерная мешалка для перемешивания жидких сред, выполненная в виде сбалансированных и совмещенных на цилиндрической или эллипсоидной поверхности втулки нескольких лопастей, имеющих передние и задние кромки, и торцевые гребни которых составляют диаметр винта, а одна из двух поверхностей каждой лопасти является рабочей и составляет с плоскостью вращения острый угол, отличающаяся тем, что торцевой гребень каждой лопасти загнут в сторону рабочей поверхности на угол β, имеющий интервал от 85 до 175°, а высота отогнутого гребня относительно рабочей поверхности составляет от 1 до 15% от величины диаметра винта.

2. Пропеллерная мешалка по п.1, отличающаяся тем, что радиус плавного перехода между рабочей поверхностью лопасти и рабочей поверхностью торцевого гребня составляет 1/3-1/15 радиуса лопасти.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства глинозема любым из известных способов и может быть использовано при кристаллизации (декомпозиции) гидроксида алюминия из алюминатных растворов для перемешивания гидратных суспензий.

Изобретение относится к аппаратуре с механическими перемешивающими устройствами , предназначенной для обработки пожароопасных , взрывоопасных м токсичных сред, а также для получения химически чистых веществ, и позволяет повысить производительность за счет повышения надежности и срока службы внутреннего разделительного уплотнения.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к устройствам для приготовления жидких кормосмесей в кормоцехах животноводческих ферм и комплексов.

Изобретение относится к конструкции устройства для изготовления многокомпонентных жидких смесей в сельском хозяйстве, в частности к устройствам для изготовления полимерных композиций, применяемых для предпосевной обработки семян, например для капсулирования семян хлопчатника, и может быть применено для изготовления моющих растворов, используемых в промышленных моечных машинах, а также в химической промышленности, позволяет повысить эффективность процесса изготовления полимерной композиции и удобство эксплуатации.

Изобретение относится к оборудованию по использованию ядохимикатов и минеральных удобрений и предназначено для приготовления тонкодисперсных гомогенных суспензий.

Мешалка // 1494959
Изобретение относится к химическому машиностроению. .

Изобретение относится к химической промышленности, может быть использовано в конструкции перемешивающих аппаратов. .

Изобретение относится к способу смешивания текучих сред, в особенности путем диспергирования и эмульгирования, и к предназначенному для этого устройству. .

Изобретение относится к устройствам для диспергирования и смешения сыпучих материалов непрерывного действия, преимущественно подсушенной карьерной глины, для получения пресс-порошка при производстве лицевого керамического кирпича и может быть использовано в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для приготовления высокомолекулярных пищевых биополимерных композиций и позволяет повысить эффективность процесса растворения компонентов, входящих в композицию, и может быть использовано при приготовлении пудингов, желе, йогуртов и т.п.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и может быть использовано в химической и целлюлозно-бумажной промышленности для приготовления однородных суспензий.

Реактор // 2229927
Изобретение относится к реактору, в частности к реактору для получения полимеров. .

Изобретение относится к технологии изготовления пороховой массы порохов баллиститного типа, а именно к устройствам для приготовления и ввода плавких компонентов порохов баллиститного типа в смеситель.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания, предназначенным для приготовления растворов, эмульсий, суспензий, композиций сыпучих материалов, и может быть использовано в химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для тепловой обработки и гомогенизации различных продуктов в пищевой, парфюмерной, медицинской, химической и другой промышленности

Изобретение относится к технике машин и аппаратов для перемешивания жидких сред с помощью механических пропеллерных мешалок и может быть использовано в машинах и аппаратах для перемешивания жидких сред в пищевой, химической, биологической и других отраслях промышленности

Наверх